[發(fā)明專(zhuān)利]一種汽車(chē)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子爪極優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210414910.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102904395A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑曉華;劉謀志;呂強(qiáng);吳鋒;方勇;倪有源
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02K15/02
• 分類(lèi)號(hào): H02K15/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車(chē)發(fā)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，特別是一種汽車(chē)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子爪極優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

汽車(chē)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子爪極的尺寸和形狀不但影響電機(jī)的性能，還影響汽車(chē)發(fā)電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，必須合理確定。一方面，為了獲得較好的電磁性能，就要想法設(shè)計(jì)使得每一截面的磁通密度均勻相等，因此就必須設(shè)計(jì)沿軸向截面積不等的爪形，現(xiàn)在常有三種爪極形狀，即等寬爪極、梯形爪極和正弦形爪極。另一方面，為了獲得較好的力學(xué)性能，就要想法設(shè)計(jì)使得每一爪極成為一個(gè)等強(qiáng)度梁，因?yàn)檗D(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)決定了爪極是一個(gè)懸臂梁，徑向電磁力作用于懸臂梁上。一般說(shuō)來(lái)，等寬爪極的工藝比較簡(jiǎn)單；梯形爪極的工藝比較復(fù)雜，但從電磁性能來(lái)看，它可適當(dāng)增長(zhǎng)爪極的軸向長(zhǎng)度，改善爪極磁通密度的均勻性和電勢(shì)波形，是現(xiàn)在最常用的轉(zhuǎn)子爪極型式；從電磁性能來(lái)看，正弦形爪極除了具有梯形爪極的優(yōu)點(diǎn)外，在理論上還能獲得正弦形的空載電動(dòng)勢(shì)波形，但是其缺點(diǎn)是制造工藝最為復(fù)雜，現(xiàn)在很少采用。電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，要保證電機(jī)的電磁性能優(yōu)越，就要求轉(zhuǎn)子爪極在運(yùn)行過(guò)程中不產(chǎn)生形變。實(shí)際上在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子爪極以懸臂梁形式受到徑向交變電磁力和旋轉(zhuǎn)離心力的作用，從等強(qiáng)度梁要求出發(fā)，爪極懸臂梁要求能克服轉(zhuǎn)子爪極的受力而不產(chǎn)生形變。目前汽車(chē)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子爪極的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法一般是基于汽車(chē)發(fā)電機(jī)的電磁性能，往往忽視了轉(zhuǎn)子爪極的力學(xué)性能。因此電磁優(yōu)化結(jié)果顯示不出來(lái)甚至有時(shí)候電磁性能還下降，特別是由于轉(zhuǎn)子爪極形變導(dǎo)致較大的電磁噪聲。因此，綜合汽車(chē)爪極發(fā)電機(jī)的電磁性能和力學(xué)性能，優(yōu)化轉(zhuǎn)子爪極的結(jié)構(gòu)參數(shù)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種汽車(chē)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子爪極優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該方法以提高效率為優(yōu)化設(shè)計(jì)分目標(biāo)一對(duì)電磁性能進(jìn)行優(yōu)化；以等強(qiáng)度梁為優(yōu)化設(shè)計(jì)分目標(biāo)二對(duì)轉(zhuǎn)子爪極力學(xué)性能進(jìn)行優(yōu)化。達(dá)到兼顧電機(jī)電磁性能和電機(jī)力學(xué)性能的目的，提高電機(jī)的運(yùn)行性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決技術(shù)方案是：

本發(fā)明汽車(chē)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子爪極優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行：

(1)確定電機(jī)待優(yōu)化的爪極結(jié)構(gòu)參數(shù)t₁、t₂…t_n為初始爪極結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)上理論計(jì)算可能得到的最小值t_xN與最大值t_yM，需要滿(mǎn)足的初始約束范圍為t₁∈(t_1N,t_1M)、t₂∈(t_2N,t_2M)…t_n∈(t_nN,t_nM)；x=1,2,…n，y＝1,2,…n，其中，n正整數(shù)；